支配宇宙的方程:从弗里德曼方程到德雷克方程( 二 )
2016年 , 亚当·弗兰克(Adam Frank)和伍德拉夫·沙利文(Woodruff Sullivan)提出了一个新的等式来解决稍微不同的问题:在可观测宇宙的历史中 , 可能发展成先进文明的数量是多少?
在新的方程中 , A被定义为“在可观测宇宙的历史上曾形成的科技物种的数量 。 ”在方程的右边 , Nast代表的是宇宙中给定体积内(可以是银河系或是整个宇宙)宜居行星的数量 , fbt则表示在这些行星中发展出先进文明的概率 。
宇宙中最奇异的天体
霍金温度公式 。
黑洞是宇宙中最神秘的天体 。 最简单的一种黑洞形式也被称为施瓦西黑洞 , 在爱因斯坦刚提出广义相对论的不久后 , 施瓦西(Karl Schwarzschild)就找到了爱因斯坦场方程的第一个解 。 施瓦西找到的解对应的是一个只有质量 , 没有电荷和自旋的黑洞 。
由于黑洞拥有极强的引力 , 以至于任何进入到黑洞的东西都无法逃脱 。 霍金(Stephen Hawking)等人曾认为黑洞不会辐射 , 但如果是这样 , 那么被视为铁律的热力学第二定律就会被违反 。 1974年 , 基于广义相对论和量子场论 , 霍金重新研究了黑洞周围的弯曲空间后发现 , 黑洞具有温度 , 所以也会辐射 。 霍金辐射从未被探测到 , 这是因为一个典型黑洞的温度非常小 。 例如 , 一个太阳质量的黑洞的霍金温度约为0.00000006开尔文 。
在著名的黑洞温度公式中 , 我们可以看到公式中包含万有引力常数、普朗克常数、光速和玻尔兹曼常数 。 也就是说 , 这一公式把量子理论、广义相对论和热力学全都联系在了一起 。
宇宙隧道
新“爱因斯坦”方程 。
仅从这个方程看 , 也许你会认为这个方程的成立应当要求P=1 , 但事实并非如此 。 因为这个方程实际上连接的是爱因斯坦在1935年发表的两篇具有里程碑意义的论文 。
E、P、R这三个字母代表的分别是三位物理学家:爱因斯坦(Einstein)、罗森(Rosen)和波多尔斯基(Podolsky) 。 方程左边的ER代表的是虫洞(又被称为爱因斯坦-罗森桥) , 它可以为两个相距非常遥远的时空区域创建一条时空隧道 。 方程的右边代表的是爱因斯坦、波多尔斯基和罗森在另一篇论文中提出的量子纠缠:当两个粒子处于纠缠时 , 对其中一个粒子的状态进行测量就能立即知道另一个粒子的状态 , 无论它们相距多么遥远 。
2013年 , 马尔达西那(Juan Maldacena)和苏士侃(Leonard Susskind)提出 , 虫洞和量子纠缠之间的联系并不只是体现在它们是在同一年提出的 , 实际上它们本质上是相同的 。 任何两个通过纠缠连接在一起的粒子 , 它们实际上就是通过虫洞连接在一起的 , 反之亦然 。 这就意味着 , 也许量子力学和引力之间的联系要比我们想象的更加紧密 。
#创作团队:
撰文:Zwicky
设计:雯雯
#参考来源:
https://arxiv.org/pdf/1302.1498.pdf
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.161302
#图片来源:
封面图:Pixabay
首图:Pixabay
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